Para astronom tentu saja terpesona dengan sistem Epsilon Eridani. Pertama, sistem bintang ini berada dekat dengan kita, pada jarak sekitar 10,5 tahun cahaya dari Tata Surya. Kedua, telah diketahui selama beberapa waktu bahwa itu mengandung dua sabuk asteroid dan disk puing besar. Dan ketiga, para astronom telah menduga selama bertahun-tahun bahwa bintang ini mungkin juga memiliki sistem planet.
Di atas semua itu, sebuah studi baru oleh tim astronom telah mengindikasikan bahwa Epsilon Eridani mungkin seperti apa tata surya kita selama masa mudanya. Mengandalkan pesawat Observatorium untuk Atmosfer Inframerah Astronomi (SOFIA) NASA, tim melakukan analisis terperinci dari sistem yang menunjukkan bagaimana ia memiliki arsitektur yang sangat mirip dengan apa yang dulu dipandang oleh astronom seperti Tata Surya.
Dipimpin oleh Kate Su - Associate Astronomer dengan Steward Observatory di University of Arizona - tim tersebut meliputi peneliti dan astronom dari Departemen Fisika & Astronomi Universitas Negeri Iowa, Institut Astrofisika dan Observatorium Universitas di Universitas Jena (Jerman) , dan Jet Propulsion Laboratory NASA dan Ames Research Center.
Demi studi mereka - hasil yang dipublikasikan di Jurnal Astronomi dengan judul "Distribusi 25 Puing-puing Batin AU dalam Sistem Epsilon Eri" - tim mengandalkan data yang diperoleh oleh penerbangan SOFIA pada Januari 2015. Dikombinasikan dengan pemodelan komputer terperinci dan penelitian yang berlangsung selama bertahun-tahun, mereka mampu membuat penentuan baru tentang struktur disk puing.
Seperti yang telah dicatat, studi Epsilon Eridani sebelumnya menunjukkan bahwa sistem dikelilingi oleh cincin yang terbuat dari bahan yang pada dasarnya adalah sisa dari proses pembentukan planet. Cincin semacam itu terdiri dari gas dan debu, dan diyakini mengandung banyak benda kecil berbatu dan es - seperti Sabuk Kuiper Tata Surya sendiri, yang mengorbit Matahari kita di luar Neptunus.
Pengukuran yang cermat dari gerakan piringan juga menunjukkan bahwa sebuah planet dengan massa yang hampir sama dengan Jupiter mengelilingi bintang pada jarak yang sebanding dengan jarak Jupiter dari Matahari. Namun, berdasarkan data sebelumnya yang diperoleh dari Spitzer Space Telescope milik NASA, para ilmuwan tidak dapat menentukan posisi material hangat di dalam disk - yaitu debu dan gas - yang memunculkan dua model.
Dalam satu, bahan hangat terkonsentrasi menjadi dua cincin sempit dari puing-puing yang mengorbit bintang pada jarak yang masing-masing sesuai dengan Sabuk Asteroid Utama dan Uranus di Tata Surya kita. Menurut model ini, planet terbesar dalam sistem kemungkinan akan dikaitkan dengan sabuk puing yang berdekatan. Di sisi lain, bahan hangat ada di cakram lebar, tidak terkonsentrasi menjadi cincin seperti sabuk asteroid, dan tidak terkait dengan planet di wilayah bagian dalam.
Dengan menggunakan gambar-gambar SOFIA yang baru, Su dan timnya dapat menentukan bahwa bahan hangat di sekitar Epsilon Eridani disusun seperti yang disarankan oleh model pertama. Intinya, ia berada di setidaknya satu sabuk sempit, bukan di cakram kontinu yang luas. Seperti yang dijelaskan Su dalam siaran pers NASA:
“Resolusi spasial tinggi SOFIA dikombinasikan dengan cakupan panjang gelombang yang unik dan jangkauan dinamis yang mengesankan dari kamera FORCAST memungkinkan kami untuk menyelesaikan emisi hangat di sekitar eps Eri, mengonfirmasi model yang menempatkan bahan hangat di dekat orbit planet Jovian. Selain itu, objek massa planet diperlukan untuk menghentikan lapisan debu dari zona luar, mirip dengan peran Neptunus di tata surya kita. Sungguh mengesankan bagaimana eps Eri, versi yang jauh lebih muda dari tata surya kita, disatukan seperti milik kita. ”
Pengamatan ini dimungkinkan berkat teleskop SOFIA, yang memiliki diameter lebih besar dari Spitzer - 2,5 meter (100 inci) dibandingkan dengan Spitzer 0,85 m (33,5 inci) dari Spitzer. Ini memungkinkan resolusi yang jauh lebih besar, yang digunakan tim untuk membedakan detail dalam sistem Epsilon Eridani yang tiga kali lebih kecil dari apa yang telah diamati menggunakan data Spitzer.
Selain itu, tim menggunakan kamera inframerah-menengah SOFIA yang kuat - Obyek Faint yang masuk ke CAmera untuk Teleskop SOFIA (FORCAST). Instrumen ini memungkinkan tim untuk mempelajari emisi inframerah terkuat yang berasal dari bahan hangat di sekitar bintang yang jika tidak terdeteksi oleh observatorium berbasis darat - pada panjang gelombang antara 25-40 mikron.
Pengamatan ini lebih lanjut menunjukkan bahwa sistem Epsilon Eridani sangat mirip dengan kita sendiri, meskipun dalam bentuk yang lebih muda. Selain memiliki sabuk asteroid dan disk puing yang mirip dengan Sabuk Utama dan Sabuk Kuiper kami, sepertinya ada lebih banyak planet yang menunggu untuk ditemukan di antara ruang-ruang tersebut. Dengan demikian, studi tentang sistem ini dapat membantu para astronom mempelajari hal-hal tentang sejarah Tata Surya kita.
Massimo Marengo, salah satu penulis pendamping penelitian ini, adalah Associate Professor di Departemen Fisika & Astronomi di Iowa State University. Seperti yang dia jelaskan dalam siaran pers University of Iowa:
"Bintang ini memiliki sistem planet yang saat ini mengalami proses bencana yang sama yang terjadi pada tata surya di masa mudanya, pada saat bulan mendapatkan sebagian besar kawahnya, Bumi memperoleh air di lautan, dan kondisi yang menguntungkan bagi kehidupan di planet kita ditetapkan. "
Saat ini, lebih banyak studi perlu dilakukan pada sistem bintang tetangga ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang strukturnya dan mengkonfirmasi keberadaan lebih banyak planet. Dan diharapkan penyebaran instrumen generasi mendatang - seperti James Webb Space Telescope, dijadwalkan untuk diluncurkan pada Oktober 2018 - akan sangat membantu dalam hal itu.
"Hadiah di ujung jalan ini adalah untuk memahami struktur sebenarnya dari cakram luar-dunia Epsilon Eridani, dan interaksinya dengan kelompok planet yang kemungkinan menghuni sistemnya," tulis Marengo dalam buletin tentang proyek tersebut. "SOFIA, dengan kemampuan uniknya menangkap cahaya inframerah di langit stratosfer yang kering, adalah yang terdekat dengan mesin waktu, yang memperlihatkan sekilas masa lalu Bumi yang kuno dengan mengamati keberadaan matahari muda di dekatnya."
